最近以來,，我們耳聞了關(guān)于摩爾定律的許多討論,。不幸的是,，其中大部分觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,。有人說,，摩爾定律不再重要了，并認(rèn)為它純粹是一個(gè)技術(shù)問題,，或者只是幾家巨頭間的競(jìng)賽,。還有人說，除了某幾個(gè)特定領(lǐng)域,，遵循摩爾定律已讓成本太過高昂。更有人說,，摩爾定律已死,。真相究竟是什么？讓我們來厘清事實(shí),。

摩爾定律并未終結(jié)

首先,，摩爾定律至關(guān)重要。

摩爾定律使計(jì)算得以普及,。它是一個(gè)非常強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)學(xué)定律：按照特定節(jié)奏推動(dòng)半導(dǎo)體制造能力的進(jìn)步,，我們就可以降低任何依賴于計(jì)算的商業(yè)模式的成本。想象一下,，如果其它行業(yè)以摩爾定律的速度進(jìn)行創(chuàng)新——性能每兩年翻一番,，那會(huì)發(fā)生什么？汽車能效：現(xiàn)在只需一加侖汽油,，即可行駛相當(dāng)于地球和太陽之間的距離,；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力：現(xiàn)在只用一平方公里土地，即可養(yǎng)活全部地球人,；太空旅行：速度現(xiàn)在可以提升至300倍光速,。

歸根結(jié)底，這些經(jīng)濟(jì)效益使摩爾定律成為全球經(jīng)濟(jì)的根本動(dòng)力,，使人們能夠相互連接,、進(jìn)行娛樂和學(xué)習(xí)。通過逐年提升計(jì)算力,，世界各地的創(chuàng)新者可以多快好省地利用計(jì)算演進(jìn)周期來解決全球范圍內(nèi)的重大問題,，從而讓生活更美好。

其次,，在當(dāng)今世界,，僅有幾家公司有能力實(shí)現(xiàn)摩爾定律的效益。

逐一實(shí)現(xiàn)全新的制程節(jié)點(diǎn)變得愈加困難,，成本也更加昂貴,。僅僅是把設(shè)備安裝到已有晶圓廠中，就要花費(fèi)70億美元,。這也意味著半導(dǎo)體制造業(yè)將繼續(xù)整合,，因?yàn)樵絹碓缴俚墓灸艹袚?dān)得起推進(jìn)摩爾定律的成本,。英特爾每年都讓產(chǎn)品價(jià)格更低、性能更強(qiáng),。推進(jìn)摩爾定律的能力是我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力,。

第三，摩爾定律帶來的不是一場(chǎng)競(jìng)賽,。

在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界確立高標(biāo)準(zhǔn)需要不同公司通力協(xié)作,，因?yàn)樾g(shù)業(yè)有專攻。英特爾過去,、現(xiàn)在與未來都是摩爾定律的引領(lǐng)者,。目前，我們?cè)谥瞥碳夹g(shù)上擁有三年左右的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),。

英特爾的引領(lǐng)地位在新聞報(bào)道中似乎不太顯著,。16納米、14納米,、10納米,、7納米，看起來像是一場(chǎng)賽馬,。問題在于,，這些制程節(jié)點(diǎn)數(shù)字曾經(jīng)有著真實(shí)的物理意義，但現(xiàn)在已不是那么回事了,。我們需要有一個(gè)指標(biāo)來描述某種制程的性能,，為芯片設(shè)計(jì)者展現(xiàn)可用的晶體管密度。英特爾制程專家馬博（Mark Bohr）在我們第一屆“技術(shù)與制造日”活動(dòng)中就描述了這樣一個(gè)指標(biāo),。

這給我們提出了一個(gè)大疑問：摩爾定律是否會(huì)終結(jié),？我們已經(jīng)看到，摩爾定律不會(huì)因?yàn)闊o用而結(jié)束,，它的進(jìn)步也不會(huì)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益不足而受阻,。但物理學(xué)方面呢？摩爾定律是否會(huì)導(dǎo)致晶體管最終比原子還??？

誠然，有一天我們可能會(huì)達(dá)到物理極限,，但目前還看不到終點(diǎn),。記得在1990年，當(dāng)晶圓上的晶體管大小達(dá)到用以印刷它們的光的波長（193納米）時(shí),，物理學(xué)界明確指出：我們不能再向前推進(jìn)了,。

但是我們突破了那個(gè)挑戰(zhàn)：我們使用掩模圖形產(chǎn)生的干涉光柵進(jìn)行印刷，開發(fā)了計(jì)算型光刻技術(shù)和多重曝光,?；叵肫饋?，193納米甚至稱不上是減速帶，我們目前的制程比當(dāng)時(shí)還要小20倍,。這得益于我們持續(xù)的創(chuàng)新,。比如目前在14納米制程中使用的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）和超微縮技術(shù)（hyper scaling）。升級(jí)版的超微縮技術(shù)已應(yīng)用在我們即將量產(chǎn)的10納米制程,，而得益于這一新的工藝突破,，我們可以維持每百萬晶體管的成本不變。

這一切是如何實(shí)現(xiàn)的,？一如既往,，英特爾通過發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)所在，各個(gè)擊破解決問題,，不斷突破各種障礙。最近,，我們又迎來必須盡快突破的一個(gè)具體挑戰(zhàn),，那就是7納米制程。進(jìn)而我們發(fā)現(xiàn),，這些挑戰(zhàn)可能有多種備選解決方案,。我們努力嘗試所有可能方案，直到找到一個(gè)最有效的方法,。英特爾一直要求自己前瞻三代制程,，這意味著要提前看到7到9年后的技術(shù)。目前,，我們已著眼7納米和5納米制程,。我們可能還無法確切知道哪種方案最適合5納米，但在這些挑戰(zhàn)中,，英特爾矢志創(chuàng)新,，生生不息。

我們對(duì)未來的信心不只限于制程研發(fā),，也包括我們獨(dú)一無二的設(shè)計(jì)和制造的整合優(yōu)勢(shì),，這讓我們?cè)趶?fù)雜的情況下加速創(chuàng)新發(fā)展，為客戶持續(xù)提供領(lǐng)先的產(chǎn)品,。

所以,，摩爾定律在任何可預(yù)見的未來都不會(huì)終結(jié)。我們將繼續(xù)把新的制程工藝投入生產(chǎn),，并做好準(zhǔn)備迎接不斷增長的代工業(yè)務(wù),。事實(shí)上，英特爾還推出了一項(xiàng)新的代工服務(wù)：超低功耗22納米FinFET制程（22FFL）,。我們一直在進(jìn)步,，英特爾作為行業(yè)和技術(shù)的引領(lǐng)者,，將在改進(jìn)人們的生活方面繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

制程節(jié)點(diǎn)命名的規(guī)則

英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾在半世紀(jì)前提出的摩爾定律,，是指每代制程技術(shù)都要讓芯片上的晶體管數(shù)量翻一番,。縱觀芯片創(chuàng)新歷史,，業(yè)界一直遵循這一定律,，并按前一代制程的0.7倍對(duì)新制程節(jié)點(diǎn)命名，這種線性升級(jí)正好帶來晶體管集成密度翻番,。因此,，出現(xiàn)了90納米、65納米,、45納米,、32納米——每一代制程節(jié)點(diǎn)都能在給定面積上，容納比前一代多一倍的晶體管,。

但是最近,，也許是因?yàn)檫M(jìn)一步的制程升級(jí)越來越難，一些公司背離了摩爾定律的法則,。即使晶體管密度增加很少,，或者根本沒有增加，但他們?nèi)岳^續(xù)推進(jìn)采用新一代制程節(jié)點(diǎn)命名,。結(jié)果導(dǎo)致制程節(jié)點(diǎn)名稱根本無法正確體現(xiàn)這個(gè)制程位于摩爾定律曲線的哪個(gè)位置,。

行業(yè)亟需一種標(biāo)準(zhǔn)化的晶體管密度指標(biāo)，以便各個(gè)廠商公平競(jìng)爭(zhēng),?？蛻魬?yīng)能夠隨時(shí)比較芯片制造商不同制程的產(chǎn)品，以及不同芯片制造商的同代產(chǎn)品,。挑戰(zhàn)在于,，半導(dǎo)體制程以及各種設(shè)計(jì)日益復(fù)雜。

一種簡(jiǎn)單的指標(biāo)就是用柵極距（柵極寬度再加上晶體管柵極之間的間距）乘以最小金屬距（互連線寬度加上線間距）,，但是這并不包含邏輯單元設(shè)計(jì),，而邏輯單元設(shè)計(jì)才會(huì)影響真正的晶體管密度。另一種指標(biāo)——柵極距乘以邏輯單元高度——是糾正上述缺陷而朝著正確方向邁出的一步,。但是這兩種指標(biāo),，都沒有充分考慮到一些二階設(shè)計(jì)規(guī)則。它們都不能真正衡量實(shí)際實(shí)現(xiàn)的晶體管密度,，因?yàn)樗鼈兌紱]有試圖說明設(shè)計(jì)庫中不同類型的邏輯單元,。此外，這些指標(biāo)量化了比較上一代的相對(duì)密度,，而真正需要的是給定面積（每平方毫米）內(nèi)的晶體管絕對(duì)數(shù)量,。在另一種極端條件下,，用一個(gè)芯片的晶體管總數(shù)除以面積毫無意義，因?yàn)榇罅吭O(shè)計(jì)決策都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響——例如緩存大小和性能目標(biāo)等因素,，都會(huì)導(dǎo)致這個(gè)值發(fā)生巨大變化,。是時(shí)候讓我們重新啟用曾經(jīng)流行但一度“失寵”的一個(gè)指標(biāo)了，它基于標(biāo)準(zhǔn)邏輯單元的晶體管密度,，并包含決定典型設(shè)計(jì)的權(quán)重因素,。盡管任何設(shè)計(jì)庫中都有各種標(biāo)準(zhǔn)單元，但是我們可以拿出一個(gè)普及的,、非常簡(jiǎn)單的單元——2輸入 NAND單元（4個(gè)晶體管）,，以及一個(gè)更為復(fù)雜、但也非常常見的單元：掃描觸發(fā)器（SFF）,。這能夠推導(dǎo)出之前接受的晶體管密度測(cè)量公式,。

（權(quán)重0.6和0.4反映一個(gè)典型設(shè)計(jì)中非常小和非常大的單元的比率）

每個(gè)芯片制造商在提到制程節(jié)點(diǎn)時(shí)，都應(yīng)披露用這個(gè)簡(jiǎn)單公式所測(cè)算出的MTr/mm2 （每平方毫米晶體管數(shù)量（單位：百萬））單位中邏輯晶體管密度,。逆向工程公司可隨時(shí)驗(yàn)證這個(gè)數(shù)據(jù),。

還缺失一個(gè)重要的指標(biāo)：SRAM單元尺寸。由于不同的芯片中有各種SRAM到邏輯比率,，最好在NAND+SFF密度指標(biāo)旁邊，分別標(biāo)注SRAM單元尺寸,。

通過這些指標(biāo),，我們可以撥開迷霧，厘清制程節(jié)點(diǎn)命名的混亂狀況,，從而專心致志推動(dòng)摩爾定律向前發(fā)展,。